#include "iic.h"

extern void printf(const char* fmt, ...);
/*
 * 函数名 ： delay_us
 * 函数功能：延时函数
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void delay_us(void)
{
	unsigned int i = 2000;
	while(i--);
}
/*
 * 函数名 ： i2c_init
 * 函数功能： i2C总线引脚的初始化， 通用输出，推挽输出，输出速度，
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_init(void)
{
 	// 使能GPIOF端口的时钟
	RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);
	// 设置PF14，PF15引脚为通用的输出功能
	GPIOF->MODER &= (~(0xF << 28));
	GPIOF->MODER |= (0x5 << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚为推挽输出
	GPIOF->OTYPER &= (~(0x3 << 14));
	// 设置PF14, PF15引脚为高速输出
	GPIOF->OSPEEDR |= (0xF << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚的禁止上拉和下拉
	GPIOF->PUPDR &= (~(0xF << 28));
	// 空闲状态SDA和SCL拉高 
	I2C_SCL_H;
	I2C_SDA_H;
}



/*
 * 函数名：i2c_start
 * 函数功能：模拟i2c开始信号的时序
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_start(void)
{
	/*
	 * 开始信号：时钟在高电平期间，数据线从高到低的变化
	 *     --------
	 * SCL         \
	 *              --------
	 *     ----
	 * SDA     \
	 *          --------
	 * */	
	SET_SDA_OUT;    // 设置SDA为输出，确保SDA一定为输出
	I2C_SCL_H;      // SCL拉高
	I2C_SDA_H;      // SDA拉高
	delay_us();
	I2C_SDA_L;      // SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_L;      // SCL拉低
	delay_us();
}

/*
 * 函数名：i2c_stop
 * 函数功能：模拟i2c停止信号的时序
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */

void i2c_stop(void)
{
	/*
	 * 停止信号 ： 时钟在高电平期间，数据线从低到高的变化 
	 *             ----------
	 * SCL        /
	 *    --------
	 *    ---         -------
	 * SDA   X       /
	 *    --- -------
	 *    为了确保停止信号是一个上升沿，因此在时钟为低电平期间
	 *    将数据线拉低，确保可以产生上升沿。
	 * */
	SET_SDA_OUT;    // SDA输出
	I2C_SCL_L;      // SCL拉低 
	delay_us();
	I2C_SDA_L;      // SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_H;      // SCL拉高
	delay_us(); 
	I2C_SDA_H;      // SDA拉高
	delay_us();
}

/*
 * 函数名： i2c_write_byte
 * 函数功能：主机向i2c总线上的从设备写8bits数据
 * 函数参数：dat : 等待发送的字节数据
 * 函数返回值： 无
 * */

void i2c_write_byte(unsigned char dat)
{
	/*
	 * 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *      先发送高位在发送低位 
	 * */
	unsigned int i;
	SET_SDA_OUT;     // SDA为输出
	for (i = 0; i < 8;i++) {
		I2C_SCL_L;    // SCL拉低
		delay_us();
		if (dat & 0x80) {
			I2C_SDA_H;   // 向数据线上写入高电平
		} else {
			I2C_SDA_L;   // 向数据线上写入低电平
		}
		delay_us();
		I2C_SCL_H;     // SCL拉高
		delay_us();
		delay_us();    // 等待从机将数据线上的数据读走

		dat <<= 1;     // 将次高位的数据移到最高位
	}
	
}

/*
 * 函数名：i2c_read_byte
 * 函数功能： 主机从i2c总线上的从设备读8bits数据, 
 *          主机发送一个应答或者非应答信号给从机
 * 函数参数： 0 ： 应答信号   1 ： 非应答信号
 * 函数返回值：读到的有效数据
 *
 * */
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack)
{
	/*
	 * 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *
	 *      先接收高位， 在接收低位 
	 * */
	unsigned char dat = 0;
	unsigned int i;
	SET_SDA_IN;      // 设置SDA为输入
	for (i = 0; i < 8; i++) {
		I2C_SCL_L;   // SCL拉低 
		delay_us();
		delay_us();  // 等待从机向数据线上写入数据
		I2C_SCL_H;   // SCL拉高
		delay_us();

		dat <<= 1;//必须先移动

		if (I2C_SDA_READ) {
			dat |= 1;//最后一位写1
		} else {
			dat |= 0;
		}
		delay_us();
	}

	if (ack != 0) {
		i2c_nack();
	} else {
		i2c_ack();
	}
	return dat;
}
/*
	将dat中数据的左移1位写到接收数据的上边。

	为什么将dat中的数据左移1位，写到接收数据的下边不可以？
	假设接收的数据为0xFF,
                    先接收数据    在进行左移
	第1次循环        0000 0001    0000 0010
	第2次循环        0000 0011    0000 0110
	第3次循环        0000 0111    0000 1110
	第4次循环        0000 1111    0001 1110
	第5次循环        0001 1111    0011 1110
	第6次循环        0011 1111    0111 1110
	第7次循环        0111 1111    1111 1110
	第8次循环        1111 1111    1111 1110 //无效左移

*/

/*
 * 函数名： i2c_wait_ack
 * 函数功能： 主机作为发送器时，等待接收器返回的应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：
 *					0：接收到的应答信号
 *                  1：接收到的非应答信号
 * */
unsigned char i2c_wait_ack(void)
{
	int ack;
	/*
	 * 主机发送一个字节之后，从机给主机返回一个应答信号，主机接收应答信号
	 *                       -----------
	 * SCL                  /   M:读    \
	 *     -----------------             --------
	 *     --- -------- --------------------
	 * SDA    /        X
	 *     ---          --------------------
	 *     主  释 设  从机    主机
	 *     机  放 置  向数据  读数据线
	 *         总 SDA 线写    上的数据
	 *         线 输  数据
	 *            入
	 * */	
	I2C_SCL_L;   // SCL拉低
	I2C_SDA_H;   // SDA拉高，主机释放数据线
	delay_us();
	SET_SDA_IN;  // 设置数据线为输入
	delay_us();
	delay_us();  // 等待从机向数据线上写入应答信号(0)或者非应答信号(1)
	I2C_SCL_H;   // SCL拉高
	delay_us();
	if (I2C_SDA_READ) {
		ack = 1;   // 接收到的是非应答信号
	} else {
		ack = 0;   // 接收到的是应答信号
	}
	delay_us();
	I2C_SCL_L;     // SCL拉低
	return ack;
} 
/*
 * 函数名： iic_ack
 * 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_ack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    ---
	 * SDA   X 
	 *    --- -------------
	 *    在第九个时钟周期的低电平期间，接收器向数据线写入数据，
	 *    在第九个时钟周期的高电平期间，发送器从数据线上读取数据，
	 *    如果读到低电平表示应答信号
	 * */
	SET_SDA_OUT;   // SDA为输出
	I2C_SCL_L;     // SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_L;     // SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_H;     // SCL拉高
	delay_us();
	delay_us();    // 等待从机从数据线上读取应答信号
	I2C_SCL_L;     // SCL拉低
	
}
/*
 * 函数名： iic_nack
 * 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送非应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_nack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    --- ---------------
	 * SDA   X 
	 *    --- 
	 *    在第九个时钟周期的低电平期间，接收器向数据线写入数据，
	 *    在第九个时钟周期的高电平期间，发送器从数据线上读取数据，
	 *    如果读到高电平表示非应答信号
	 * */
	SET_SDA_OUT;   // SDA为输出
	I2C_SCL_L;     // SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_H;     // SDA拉高
	delay_us();
	I2C_SCL_H;     // SCL拉高
	delay_us();
	delay_us();    // 等待从机从数据线上读取非应答信号
	I2C_SCL_L;     // SCL拉低
}


